inertial (вид сценария)
Вид сценария движка v0.40.0, семейство Инерциальные, комплексирующие и квантовые датчики. Носит консультативный характер: результат анализа исследовательского и инженерного инструмента; это не навигационное оборудование с утверждённым типом и не служба обеспечения безопасности жизни. Каждая метка здесь принадлежит движку или матрице верификации; вид имеет уровень MODELLED, если матрица не указывает иное (как заслуживается метка: раздел README «Evidence»).
Что делает#
Инерциальное счисление пути (1-DOF) во время пропадания GNSS.
Один прогон scenarios/imu-deadreckoning.toml кратко выглядит так: сценарий fc9191cef784 | quantum holdover 6600s p95 41.39m | classical holdover 350s p95 30629.9m
Входные параметры#
Из схемы (kshana kinds --json):
- Обязательные поля:
seed,threshold_m,time,gnss,accel_quantum,accel_classical - Необязательные поля:
runs
Пример scenarios/imu-deadreckoning.toml задаёт, среди прочего:
| Поле | Значение | Единица |
|---|---|---|
accel_classical.bias |
0.00157 | м/с^2 |
accel_classical.bias_instability |
1.0000e-5 | не указано |
accel_classical.id |
nav-grade-quartz | текст |
accel_classical.provenance |
Акселерометр навигационного класса на кварце (Honeywell QA-2000 / G | текст |
accel_classical.q_aa |
1.0000e-13 | (м/с^2)^2/с |
accel_classical.q_va |
3.8416e-8 | (м/с^2)^2/Гц |
accel_quantum.bias |
5.8800e-7 | м/с^2 |
accel_quantum.id |
cold-atom-quat | текст |
accel_quantum.provenance |
Гибридный квантовый триплет акселерометров Exail: стабильность смещения 6e- | текст |
accel_quantum.q_va |
4.6656e-8 | (м/с^2)^2/Гц |
gnss.windows[0].state |
штатный | текст |
gnss.windows[0].t0 |
0 | не указано |
Запустите#
kshana scenarios/imu-deadreckoning.toml
Этот вид используют 2 поставляемых сценария; остальные находятся в scenarios/.
Что он даёт#
Скалярные результаты этого прогона с единицами, которые указывает движок:
| Результат | Значение | Единица |
|---|---|---|
classical.fom.availability |
0.131761 | 1 |
classical.fom.drift_slope_m_per_s |
5.138079 | m/s |
classical.fom.holdover_s |
350 | s |
classical.fom.integrity |
нет значения | не указано |
classical.fom.pos_p95_m |
30629.852742 | m |
classical.fom.pos_rms_m |
15189.151543 | m |
classical.fom.security |
нет значения | не указано |
classical.monte_carlo |
false | флаг |
classical.spec.id |
nav-grade-quartz | текст |
classical.spec.kind |
inertial | текст |
Доказательства#
MODELLED 6 · VALIDATED 2: строки матрицы верификации, в которых назван этот вид.
- VALIDATED Кватернионная механизация бесплатформенной инерциальной системы в WGS-84 NED (с компенсацией конусного и скалярного дрейфа), распространяющая навигационное состояние по приращениям (Δθ, Δv). Тесты: classical_strapdown_ins_reference.rs.
- MODELLED Акселерометр на интерферометре с холодными атомами из первых принципов (k_eff·T², QPN). Тесты: quantum_inertial_sensor_reference.rs.
- MODELLED Динамический диапазон по неоднозначности полосы Маха — Цендера: 2π-периодический отсчёт полосы задаёт максимальную однозначную удельную силу a_max=π/(k_eff·T²), а однозначный диапазон в ячейках разрешения a_max/σ_a=π/σ_Φ не зависит от оптического масштабного коэф
- MODELLED Составной бюджет позиции по смещению + масштабному коэффициенту + VRW + спаду стабильности на интервале holdover. Тесты: quantum_inertial_dead_reckoning_reference.rs.
- и ещё 4 в матрице.
Строки, которые задействовал сам прогон, с оракулом, который указывает им матрица (публичные источники названы там):
- MODELLED Акселерометр на атомном интерферометре с холодными атомами из первых принципов (k_eff·T², QPN). Оракул (ExternalDataset): опубликованные числовые векторы из первичных работ по CAI (передаточная функция Cheinet 2008; чувствительность Peters/Freier): k_eff·T² совпадает точно, односторонний нижний предел спектральной плотности дробового шума лежит в пределах ~2× от каждого опубликованного прибора (реальные устройства несут технический шум выше квантового предела). Это оценка в вилке, а не равенство. 0,30 раунд 2 (предварительно зарегистрировано fcb9ac64), вывод (остаётся MODELLED): шум вращения только по QPN против измеренного у Gauguet et al.
- MODELLED Составной позиционный бюджет из смещения, масштабного коэффициента, VRW и затухания стабильности на интервале holdover. Оракул (ReferenceImpl): независимое интегрирование SDE методом Монте-Карло на numpy для дважды интегрированного белого шума ускорения (проверяет аналитическую дисперсию VRW действительно независимым алгоритмом) плюс опорное значение из публикации Groves 2013 для членов смещения и масштабного коэффициента; числа для устройств CAI количественно характеризуют аппаратуру партнёра и остаются MODELLED
- MODELLED Детерминированные, хешируемые по сценарию, SBOM и кроссплатформенные эталонные проверки (golden). Оракул (ExternalDataset): соответствие SBOM официальной схеме JSON CycloneDX 1,5 (плюс допустимые идентификаторы SPDX) — внешний опубликованный стандарт, ноль ошибок валидации на всём графе зависимостей; часть о детерминизме FoM и побайтной воспроизводимости остаётся закреплённой проверкой внутренней согласованности, поэтому строка остаётся MODELLED
- PARTNER Не предоставляется — только модели характеристик; аппаратура на холодных атомах/часах принадлежит партнёру. Оракул (NoneKind): нет: дисциплина на стороне партнёра, по замыслу без модуля и без теста
Ограничения#
Что отчёт самого прогона называет не смоделированным или не проверенным:
- Характеристики квантового инерциального датчика имеют уровень MODELLED и не подтверждены внешней проверкой: часть утверждений проверена извне, но вся возможность составлена из смоделированных частей, поэтому возможность остаётся Modelled. (матрица верификации (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- Устойчивость квантового инерциального счисления пути имеет уровень MODELLED и не подтверждена внешней проверкой: проверено по отдельной реализации в этой же кодовой базе — независимой от проверяемого модуля, но не являющейся внешним авторитетом. (матрица верификации (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- Воспроизводимость и гарантии качества ПО — MODELLED, а не validated: одно из частных утверждений проверено извне, но вся возможность составлена из смоделированных частей, поэтому возможность остаётся Modelled. (матрица верификации (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
См. также#
- Страница семейства: Инерциальные, комплексирующие и квантовые датчики
- Все виды: KINDS.md
- Страница темы: QUANTUM-MODELS.md
- Страница темы: QUANTUM.md